Chromatografie, wat is het?

Wat is chromatografie? Het klinkt heel moeilijk maar het principe is vrij simpel. Ik zal uitleggen wat het is en wat de toepassingen zijn.

Wat is chromatografie?

Chromatografie houdt zich bezig met de verdeling van stoffen. Het heeft raakvlakken met destilatie en extractie maar is niet hetzelfde. Elke stof heeft verschillende eigenschappen en al die eigenschappen bij elkaar onderscheidt stof A van stof B. Sommige stoffen lossen bijvoorbeeld goed op in alcohol en slecht in water of omgekeerd. Of stof A heeft een kookpunt van 80 graden en stof B van 90 graden. Dat soort eigenschappen kunnen gebruikt worden om te bepalen om welke stof het gaat. Een goede manier om dit uit te leggen is aan de hand van het bekende proefje van stift en papier en vloeistof wat ook wel dunne laag chromatografie wordt genoemd.

Dunne laag chromatografie

Hoe gaat het in zijn werk? Je hebt papier nodig, stiften en een eluens. Een eluens is gewoon een vloeistofmengsel vaak van water alcohol en ammonia. Het eerste wat je doet is met potlood een streep zetten op 2cm van de onderkant. Op die streep worden met de stiften punten neergezet. Het papier wordt vervolgens in het eluens gehangen. Het papier neemt de eluens op en gaat langzaam naar boven stromen. En als het naar boven stroomt neemt het ook de kleurstoffen mee die goed oplossen in het eluens. Als een kleurstof goed oplost dan gaat die heel ver mee omhoog. Wanneer het niet oplost of slecht oplost blijft die beneden hangen of een klein stukje omhoog. Wanneer het papier voor 80% is doorgelopen wordt het papier eruit gehaald en wordt er met een potlood het eindpunt van de vloeistof aan gegeven. Het gebied tussen de 2 potloodlijnen wordt het vloeistoffront genoemd. Wanneer men in het midden van de vlekken een stip zet kan men een Rf waarde berekenen. Rf = start middelpunt vlek/ start vloeistoffront. Elke kleurstof heeft een eigen Rf waarde, de Rf waarde is onder dezelfde omstandigheden constant. Wanneer men een andere eluens samenstelt kan de Rf waarde veranderen doordat de kleurstof dan beter of slechter oplost. Wanneer men vermoedt om welke kleurstoffen het gaat kan men naast de stiftpunt ook de zuivere kleurstoffen aanbrengen om te kijken of het inderdaad om die kleuren gaat. Op die manier kan bepaald worden welke kleurstoffen er in een stift zitten.

HPLC

Een veelgebruikte chromatografische methode is de vloeistofchromatografie. HPLC staat voor High Performance Liquid Chromatografie. Een HPLC is een duur apparaat en ook de benodigde vloeistoffen zijn erg duur, daar tegenover staat dat de methode snel en precies kan gebeuren. Vandaar dat je ze vooral ziet bij grote laboratoria. Een HPLC bestaat uit eluens, pompsysteem, injectiesysteem, kolom, detector en een computer. Het eluens bestaat vaak uit methanol en water. Met het pompsysteem kan het eluens samengesteld worden. Als men in het injectiesysteem de benodigde vloeistof spuit zal het eluens gepompt worden naar het injectiesysteem en van daaruit naar de kolom. In de kolom wordt het de moleculen moeilijk gemaakt om door te dringen waardoor er hoge druk nodig is. De kleine goed oplosbare moleculen zullen als eerste de kolom verlaten en door de detector waar genomen worden, de grote moleculen en slecht oplosbare moleculen als laatste. Als de detector een stof detecteert stuurt die de informatie naar de computer. De computer laat dan een grafiek zien met op de horizontale as de tijd. De tijd waarop een stof de kolom verlaat is onder exact dezelfde omstandigheden altijd hetzelfde en wordt de retentietijd genoemd. Als men de retentietijd weet van de gewenste stof onder die omstandigheden weet dan ziet men gelijk of die stof erin zit. Maar ze weten nog niet in welke concentratie. Daarvoor moet de piekoppervlakte worden berekend en een ijklijn worden gemaakt.

Gaschromatografie

Een gaschromatograaf werkt in principe hetzelfde als de HPLC alleen werkt en meet die gassen in plaats van vloeistoffen. In plaats van eluens wordt hier een draaggas gebruikt die de druk in de kolom verhoogt. Er is immers geen eluens nodig aangezien in gasvormige toestand alle stoffen 100% zijn opgelost.

Nadelen van HPLC en GC

Het is vrij duur. zowel de apparatuur als de vloeistoffen. De vloeistoffen moeten namelijk HPLC grade zijn, dat is extreem zuiver. Als men zelf water gaat destilleren wordt het niet zuiver genoeg. Voor de methanol wordt ook helium gebruikt om het gasvrij te maken(helium lost zeer slecht op). Helium is ook prijzig.

Voordelen van HPLC en GC

De bepalingen zijn snel uit te voeren en er kunnen vele analyses achter elkaar gedaan worden. Dit maakt de methode weinig arbeidsintensief wat voor een voordeel is. De methode is heel nauwkeurig. En de kleinste hoeveelheden kunnen gedetecteerd en bepaald worden.